呼吸给氢气最早在潜水医学中使用,而且进行了大量的人体试验。这一方面可以说明氢气的安全性值得肯定，另一方面也给氢气治疗疾病的手段提供了许多宝贵经验。呼吸氢气是最容易被人们想到的给氢气方式，因为许多气体，例如氧气、氦气、二氧化碳等,都可以而且主要是通过呼吸的方式给予。但氢气呼吸必须克服的一个问题是氢气和氧气混合后可能发生燃烧和爆炸问题。在纯氧环境中，氢气体积分数低于4%或超过94%都不会燃烧或爆炸;在空气中燃烧的浓度范围为4%~75%。这样的氢气体积分数是否具有生物学效应是必须确定的。值得庆幸的是，2007年的实验证据表明，动物呼吸1%或2%的氢气35分钟可以有效治疗脑缺血再灌注损伤。后来又有大量的研究证明呼吸低体积分数氢气对多种疾病的治疗效果。这些研究给呼吸氢气治疗疾病奠定了非常重要的基础和前提呼吸氢气治疗疾病比较重要的问题是氢气对机体的安全性。尽管呼吸低体积分数的氢气是操作安全的方法，但仍不可掉以轻心，因为在混合氢气的过程，局部的氢气高体积分数几乎无法避免，这对使用氢气时安全操作提出了比较高的要求。在考虑爆炸危险性的时候，最重要的是危险体积分和燃点。只要不具备可燃烧体积分数。例如任何情况下，氢气的体积分数都没有达到可燃烧的范围，例如低于4%，或高于95%，在空气中高子75%，则不可能发生燃烧和爆炸。另外，即使达到可燃烧体积分数，只要温度不超过500℃,也不会发生燃烧。但关于燃点的问题，看上去500℃是一个不低的问题，其实是非常容易达到的，例如静电火花就可以达到这样一个温度，因此防止静电常常是氢气操作比较关注的问题之一。
在考虑氢气爆炸破坏性时，最重要的两个参数是混合气的总体积和氢气的体积分数。当氢气和氧气混合比例比较适当时，例如氢气是氧气的2倍,燃烧效率比较高,可以产生比较理想的爆炸效果，而越远离这一比例，则产生的威力越小。更重要的一个问题是混合气体的体积，如果体积非常小，即使发生燃烧和爆炸,只要不继续扩散,就不会产生明显的破坏力。这给使用氢气提供了更多可行性。根据这些特点,已经有人发明了人体呼吸氢气的医疗设备。
通过呼吸摄取氢气另一个比较大的缺点是剂量不确定。表面上看呼吸给氢气可以确定呼吸氢气的体积分数和时间，但呼吸氢气的剂量受到许多因素影响。氢气进入体内需要依靠呼吸循环功能来实现，一切影响患都呼吸循环功能的因素都可以影响氢气的实际剂量，从而有可能影响氢气的效果。患者和研究对象本身的心肺功能自然是一大影响因素。不同患者的心肺功能有非常大的区别，这必然造成氢气的实际摄取数量存在明显的个体差异。
当患者受到外界刺激，例如运动和精神刺激，导致交感神经兴奋，可以造成呼吸循环功能亢进,影响氢气的摄取。呼吸气体中二氧化碳的水平是一种非常大的影响因素。一般说来,二氧化碳反射性地引起血管收缩时,组织(脑、心除外)的血流量减少。如果使用呼吸面罩,由于人为增加了呼吸死腔,二氧化碳体积分数会增加，易出现上述改变。环境温度湿度也会影响呼吸和循环功能。另外环境温度对皮肤的温度影响比较大。而皮肤温度增加可以加快氢气从皮肤的释放，影吧向氢气的释放速度。因此在开展呼吸氢气的研究中，须注意呼吸气体的质量